Общие сведения о передаче и распределении электроэнергии Линия электропередач (ЛЭП) переменного и постоянного тока. Классификация электрических сетей. Типы конфигураций электрических сетей Классификация электрических сетей может осуществляться: По роду тока По номинальному напряжению Конфигурации схемы сети По выполняемым функциям По характеру потребителя По конструктивному выполнению По роду тока различают сети переменного и постоянного тока: ЛЭП постоянного тока применяются для дальнего транспорта электрической энергии и связи электрических сетей с разными номинальными частотами или с различными подходами к регулированию при одной номинальной частоте (вставки линии постоянного тока или нулевой длины). В России ЛЭП постоянного тока почти не используется (Волгоград-Донбасс на 800 кВ, 376 км). Для связи с другими странами применяют вставки из линий постоянного тока. За рубежом в разных странах существует несколько десятков ЛЭП постоянного тока, среди которых самой мощной является Итайпу-Сан Паулу (Бразилия) с номинальным напряжением 1200 кВ, длиной 783 км и пропускной способностью 6,3 млн кВт. ЛЭП переменного трехфазного тока используется повсеместно. В России такая линия впервые была построена в 1922 г. (110кВ). Рост номинального напряжения ЛЭП напряжением переменного тока шел примерно с интервалом 15 лет. Первые экспериментальные участки ЛЭП-1150 кВ были построены в 1985 г. Каждая сеть характеризуется номинальным напряжением. Различают номинальные напряжения ЛЭП, генераторов, трансформаторов и электроприемников. Номинальное напряжение генераторов по условию компенсации потерь напряжения в сети принимают на 5% выше номинального сетевого напряжения. Номинальные напряжения обмоток трансформатора принимают равными номинальному напряжению сети или на 5% выше в зависимости от вида трансформатора и напряжения сети. По величине номинального напряжения сети подразделяются: 1. на сети низкого напряжения (НН) – до 1000 кВ; 2. среднего напряжения (СН) – 3…35 кВ; 3. высокого напряжения (ВН) – 110…220 кВ; 4. сверхвысокого напряжения (СВН) – 330-750 кВ; 5. ультравысокого напряжения (УВН) – свыше 1000 кВ. По конфигурации электрические сети различают: 1. Разомкнутые; 2. Разомкнутые резервированные; 3. Замкнутые. Разомкнутыми называют такие сети, которые питаются от одного пункта и передают электрическую энергию к потребителю только в одного направлении. Разомкнутые сети бывают магистральными, радиальными и радиально- магистральными (разветвленными). В разомкнутых резервированных сетях при нарушении питания по одной из ЛЭП вручную или автоматически включается резервная перемычка, по которой восстанавливается электроснабжение отключенных потребителей. Замкнутыми называют сети, питающие потребителей по меньшей мере с двух сторон. а) в) б) г) Виды схем: а- магистраль; б- линия с равномерно распределенной нагрузкой; врадиальная схема; г- радиально-магистральная схема. Магистралью называется линия с промежуточными отборами мощности вдоль линии. В предельном случае с увеличением числа нагрузок получается линия с равномерно распределенной нагрузкой, т.е. плотность нагрузки на единицу длины одинакова для любого участка. Радиальные линии исходят из одной точки сети. Замкнутыми сетями называются сети, имеющие контуры (циклы), образованные Н1 ЛЭП и трансформаторами. Г Н2 Л2 ПП Л1 Н1 Л3 а) Л1 Т1 Л4 Т2 Л2 Н3 Н3 б) Н2 Примеры замкнутых электрических сетей: а- сеть одного напряжения; б- сеть двух напряжений. К замкнутым сетям относятся также сети, имеющие несколько источников питания. Одной из таких схем является так называемая линия с двухсторонним питанием. Пример замкнутых электрических сетей, имеющих несколько источников питания: А Б Л1 Л2 Н2 Л3 Н2 По выполняемым функциям различают: 1. Системообразующие сети; 2. Питающие сети; 3. Распределительные сети. Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электрические станции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления и одновременно обеспечивают передачу электрической энергии от мощных электрических станций. Эти сети осуществляют системные связи, т.е. связи очень большой длины между энергосистемами. Их режимом управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). В ОДУ входят несколько районных энергосистем – районных энергетических управлений (РЭУ). Питающие сети предназначены для передачи электрической энергии от ПС системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электрических станций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным ПС. Питающие сети обычно замкнутые. Напряжение этих сетей ранее было 110-220 кВ. По мере роста нагрузок, мощности электрических станций и протяженности электрических сетей увеличивается напряжением сетей. В последнее время напряжение питающих сетей иногда бывает 330-500 кВ. Сети 110-220 кВ обычно административно подчиняются РЭУ. Их режимом управляет диспетчер РЭУ. Распределительная сеть предназначена для передачи электрической энергии на небольшие расстояния от шин низшего “U” районных ПС к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме. Различают распределительные сети высокого (Uном>1кВ) и низкого (U<1кВ) напряжения. По месту расположения и характеру потребителя различают сети: 1. Промышленные; 2. Городские; 3. Сельские; 4. Электрифицированных железных дорог; 5. Магистральных нефте- и газопроводов. Ранее такие сети выполнялись с напряжением 35 кВ и меньше, а в настоящее время – до 110 и даже 220 кВ. Преимущественное распространение в распределительных сетях имеет напряжение 10 кВ, сети 6 кВ применяются реже. Напряжение 35 кВ широко используется для создания центров питания сетей 6,10 кВ в основном в сельской местности. Передача эл. энергии на напряжении 35 кВ непосредственно потребителям, т.е. трансформация 35/0,4 кВ используется реже. Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т.е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110-500 кВ вблизи центров нагрузок. Сети внутреннего электроснабжения крупных городов – это сети 110 кВ, в отдельных случаях к ним относятся глубокие вводы 220/10 кВ. Сети с/х назначения выполняют на напряжении 0,4-110 кВ. По конструктивному выполнению различают сети: 1. Воздушные; 2. Кабельные; 3. Токопроводы промышленных предприятий; 4. Проводки внутри зданий и сооружений. Управление эл. системами Имеет три основных аспекта: 1. Оперативное (диспетчерское) управление, проводимое в разрезе отдельных суток и сезонов года 2. Хозяйственное управление в течение года 3. Управление развитием систем в многолетнем плане. Управление электроэнергетическими системами различают по трем признакам: Технологическому Территориальному, характеризующими реальную систему как объект управления Временному, соответствующему задачам управления, изменяющимся во времени. Районные энергосистемы образуются на территории какого-либо района – облати, края, автономии и т.п. и посредством межсистемных связей образуют объединенные энергетические системы (ОЭС), которые, в свою очередь, образуют Единую энергосистему России (ЕЭС России). Единая энергетическая система России является самой крупной системой мира. В ее составе имеются ОЭС: Центра, Северо-Запада, Среднего Поволжья, Северного Кавказа, Урала, Сибири, Востока. Задания для самостоятельной работы: 1. Выбор вариантов рациональных схем выполнения районной электрической сети, определение их конфигураций. 2. Предварительный расчет перетоков мощностей и выбор напряжения сети. 3. Вычисление напряжения в расчетных точках сети.
